你是否夢(mèng)想過穿越古埃及炎熱的沙灘，與法老們一起生活，感受尼羅河吹來的寒風(fēng)？卻因?yàn)閴?mèng)想與現(xiàn)實(shí)相去甚遠(yuǎn)而灰心喪氣？虛擬現(xiàn)實(shí)可以通過計(jì)算機(jī)生成的沉浸式圖像和全感官體驗(yàn)來幫助實(shí)現(xiàn)任何虛構(gòu)場(chǎng)景。醫(yī)療保健、教育、旅行和旅游以及娛樂業(yè)已經(jīng)在利用這項(xiàng)技術(shù)，并且一些新領(lǐng)域正在邁出小步來實(shí)施該技術(shù)以實(shí)現(xiàn)更好的用戶交互。CFD 就是其中之一！

虛擬現(xiàn)實(shí)的歷史

我們今天所知道的虛擬現(xiàn)實(shí)是基于 1800 年代的攝影創(chuàng)意或概念而構(gòu)建的。實(shí)用攝影的開始始于立體鏡的發(fā)明，立體鏡使用雙鏡來反射圖像。這最終導(dǎo)致了View-Master 的誕生，這是一種帶有彩色卷軸的特殊格式立體鏡。這些立體鏡至今仍在生產(chǎn)。Morton Heilig 是一名電影攝影師和虛擬現(xiàn)實(shí)先驅(qū)，他決心提供全感官的電影體驗(yàn)，因此在 20 世紀(jì) 50 年代打造了Sensorama 。Sensorama是Heilig于1962年獲得專利的機(jī)械裝置，它為用戶帶來了真實(shí)的卷軸體驗(yàn)。這是 20 世紀(jì) 60 年代一項(xiàng)令人印象深刻的發(fā)明，被稱為“電影的未來”。 海利格還發(fā)明了一種名為 Telesphere Mask 的頭戴式設(shè)備，它就像通向虛擬世界的窗口。他的想法被電影攝影領(lǐng)域的許多其他發(fā)明家采納和研究。

在 20 世紀(jì) 70 年代和 80 年代，觸覺設(shè)備（連接用戶和計(jì)算機(jī)的設(shè)備）和光學(xué)技術(shù)取得了巨大進(jìn)步。在 NASA 艾姆斯研究中心，為了實(shí)現(xiàn)觸覺交互，他們開發(fā)了一種虛擬界面環(huán)境工作站 (VIEW)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由頭戴式裝置和一副手套組成。但 VPL Research 的創(chuàng)始人 Jaron Lanier 創(chuàng)造了“虛擬現(xiàn)實(shí)”一詞，并指出他開發(fā)的設(shè)備（包括護(hù)目鏡和手套）可以幫助用戶體驗(yàn)在卷軸中觀看的內(nèi)容。

VR 和 AR 之間的區(qū)別

雖然 VR 和 AR 聽起來像是同父異母的兄弟，但 兩者在提供的體驗(yàn)和所需的設(shè)備方面存在顯著差異。虛擬現(xiàn)實(shí)為用戶在計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境或虛擬環(huán)境中提供身臨其境的體驗(yàn)，而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)則使用感官刺激技術(shù)或數(shù)字視覺效果在真實(shí)環(huán)境中提供增強(qiáng)的體驗(yàn)。

用戶在使用 AR 時(shí)可以自由地控制自己的存在，但 VR 的情況并非如此，用戶由系統(tǒng)控制。與 AR（用戶可以使用智能手機(jī)訪問該技術(shù)）不同，在 VR 中，用戶需要一副耳機(jī)才能享受虛擬環(huán)境。此外，AR技術(shù)可以增強(qiáng)虛擬和現(xiàn)實(shí)世界的場(chǎng)景或外觀，而VR只能即興創(chuàng)造一個(gè)虛構(gòu)的世界。

                                              

  

CFD 與虛擬現(xiàn)實(shí)

用于準(zhǔn)確預(yù)測(cè)特定問題背后的物理原理的后處理 CFD 解決方案可能是一項(xiàng)乏味的任務(wù)。為了研究車輛后面的再循環(huán)或更好地了解設(shè)計(jì)問題，花費(fèi)在平移或縮放仿真結(jié)果上的時(shí)間可能非常耗時(shí)，而且對(duì)于 CFD 分析師來說永遠(yuǎn)都不夠令人滿意。但隨著虛擬現(xiàn)實(shí)被應(yīng)用到后處理中，用戶現(xiàn)在可以與模型交互來研究物理，并可以提供有關(guān)如何即興創(chuàng)建模型的見解。愛荷華州立大學(xué)的一組研究人員成功開發(fā)了一款名為 VR-CFD 的應(yīng)用程序它有助于使用曲面、兩粒子流混合、流線、矢量場(chǎng)等功能可視化 CFD 模擬結(jié)果。該應(yīng)用程序的愿景是促進(jìn)更大的交互、增強(qiáng)智能探索并幫助理解數(shù)據(jù)。

該團(tuán)隊(duì)正在努力將應(yīng)用程序的功能擴(kuò)展到后處理之外，并考慮將其開發(fā)為設(shè)計(jì)工具。為此，我們對(duì) CFD 近似技術(shù)進(jìn)行了探索，并且此功能已添加到 VR-CFD 工具中。用戶可以選擇近似方法、響應(yīng)面生成的參數(shù)以及結(jié)果比較的方法。為了獲得更好的交互解決方案，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了并行計(jì)算，但在計(jì)算過程中保持交互功能可能會(huì)損害應(yīng)用程序提供的體驗(yàn)。

CFD 中的虛擬現(xiàn)實(shí)尚未得到很大程度的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樵谟?jì)算過程中不受干擾地顯示圖像只能以大量計(jì)算資源為代價(jià)，并且可用的網(wǎng)絡(luò)效率不足以減輕客戶體驗(yàn)。隨著科技公司大舉開發(fā)可提供 8K 體驗(yàn)和最新 5G 標(biāo)準(zhǔn)的無線 VR 耳機(jī)，VR 技術(shù)有望發(fā)生一場(chǎng)革命。

我們 Cadence 尚未投資用于 CFD 的 VR 技術(shù)或我們傳統(tǒng)的 EDA 設(shè)計(jì)。迄今為止，InspectAR是適用于 PCB 的最佳可用內(nèi)部 AR 技術(shù)，可以幫助團(tuán)隊(duì)高效地與其設(shè)計(jì)交互，以查看 PCB 上設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的疊加。它有助于找到測(cè)量的正確引腳，并且項(xiàng)目中的多個(gè)用戶可以同時(shí)訪問數(shù)據(jù)。用戶還可以留下必要的評(píng)論以供細(xì)讀。AR可以應(yīng)用于CFD模擬和后處理，以實(shí)現(xiàn)用戶友好的可視化和數(shù)據(jù)交互。

使用 InspectAR 在更短的時(shí)間內(nèi)檢查、調(diào)試、返工和組裝 PCB，并最大限度地減少錯(cuò)誤。

虛擬現(xiàn)實(shí)將繼續(xù)存在，今天我們可以想象自己與我們最喜歡的明星一起跳舞或進(jìn)行滑翔傘等極限運(yùn)動(dòng)，這在現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)于恐高癥患者來說幾乎是不可能的。VR不再只是科幻小說中的技術(shù)；這可能是我們的未來！

文章來源：cadence博客